中国第36次南极科学考察简报

极地动态

中国第36次南极科学考察简报

2019/2020年度实施的中国第 36 次南极考察执行“两船四站”考察任务, 考察队下设12个船、站、队, 由来自105家单位的384人组成。考察队暨“雪龙2”号自2019年10月9号从上海启程, 先后抵达深圳、中山站、宇航员海、长城站、恩克斯堡岛新站选址区域, 航行35 000余海里, 冰区航行1 500余海里; “雪龙”号自2019年10月22号从上海启程, 先后抵达中山站、恩克斯堡岛新站选址区域、阿蒙森海等, 航行35 800余海里, 冰区航行3 400余海里; “雪鹰601”固定翼飞机飞行总里程20 774公里, 总时长71.7小时。内陆雪地车队用时67天往返中山站和泰山站。考察队2020年4月23日返回上海, 历时198天。

1 科考内容

中国第36次南极考察“雪龙2”号极地科考破冰船首航南极, 首次实施“双龙探极”考察模式。开展了南大洋宇航员海、阿蒙森海/罗斯海专项调查 , 顺利布放西风带浮标; 实施了南极长城站、中山站、泰山站和恩克斯堡岛新站的业务化观/监测和科学考察; 完成了艾默里冰架航空调查; 兼顾完成南极考察后勤保障任务。本次考察共完成科考项目62项, 其中: 业务观测类34项、自然科学类22项、社会科学类5项以及国际合作类1项。

“双龙”在中山站陆缘冰区汇合(考察队员陈君懿摄)

2 执行情况

2.1 业务观测类考察项目

2.1.1 宇航员海综合调查

依托“雪龙2”号, 开展了物理、化学、生物、地质和地球物理综合调查: 完成9个断面83个站位的调查作业(综合站位74个), 回收潜标2套、布放潜标4套, 共获取温/盐/深剖面数据77组, 采集了15类环境参数样6 000余份、12大类生物样5 000余份; 完成29个站位的磷虾拖网作业, 获取样品25 kg约24万尾, 采集了其中3 430尾的基础生物学信息; 首次获取南大洋11个站位中层鱼标本286尾; 记录到鸟类30种近3万只, 哺乳类7种约845头。采集18.36 m长沉积物岩心一支; 完成多波束测线2 042 km、浅剖测线220 km。

2.1.2 阿蒙森/罗斯海综合调查

依托“雪龙”号, 实施了物理、化学、生物、地质和地球物理综合调查: 完成8条断面48个站位的综合调查以及3个区块的地球物理调查, 布放深水潜标1套; 首次进入了受全球气候变化影响最为显著的阿蒙森冰间湖区域, 完成了冰间湖多学科综合调查, 并布放1套海洋综合潜标, 获取了阿蒙森海冰间湖和阿蒙森海西侧高生产力区的水体与底质环境数据, 并系统获取了南极磷虾、中层鱼类、底栖生物、鸟类等南极海洋食物链中关键物种的时空分布特征。在罗斯海完成了10个站位的海洋综合调查。

2.1.3 长城站考察

完成了气象、生物、生态、环境等多学科业务化观测: 开展人工常规地面气象观测360时次, 自动采集气象观测数据2 160时次, 发布长城站天气预报156期; 采集海水/湖水生物样218份、海水/土壤环境样265份; 维护和调查植物样方6个; 观测到鸟类15种、哺乳类5种, 记录图片和视频204.3 GB; 陆域遥感观测航飞面积约4.9 km2, 获影像8 000多张、116 GB; 开展了验潮站维护, 完成北斗基准站观测天线、GNSS接收机等设备的维护升级; 联测6个大地控制点, 新选14个。

2.1.4 中山站考察

开展了气象和海冰、空间环境、大气化学、地磁和固体潮等多领域业务化观测: 开展气象定时观测1 460次, 开展天气预报576期; 获极区电离层和极光观测数据约40 TB; 释放探空气球52个, 成功率和发报准点率均达100%, 数据实时共享至全球电信系统(GTS); 采集气溶胶膜样品90多个、100多气瓶; 完成海洋站建设实地调研; 实施达尔克冰川9架次无人机观测, 覆盖面积91.7 km2, 获取原始数据27.25 GB; 完成1个新重力点位的选址调研和2个重力点位共计76天的观测, 获观测数据1.9 GB。

2.1.5 泰山站考察

部署了全年空间物理观测舱与天文观测舱; 完成泰山站区3 km×3 km无人机正射影像及内陆行进轨迹及高度的精确测量; 完成了内陆出发基地至泰山站沿途物质平衡标杆、表层雪温、密度、气温、浅雪芯及雪样等的观测采样。

2.1.6 恩克斯堡岛新站考察

完成全岛测绘以及12个GPS大地控制点复测, 获816 h观测数据; 完成9个D级GNSS大地控制点建设和观测任务; 完成20个大地控制点测量和18个孔位钻孔任务; 标记了30只阿德利企鹅和30只灰贼鸥, 采集音频数据1.40 TB、样品100份; 完成企鹅形态学等观测数据近1 000组; 完成14个架次无人机载超高分辨率可见光/热红外/高光谱遥感; 完成典型水体环境质量30 L水样采集处理。

2.1.7 艾默里冰架航空调查

利用 “雪鹰601”固定翼飞机, 首次自主完成艾默里冰架10次测线和5次国际合作航空科学调查飞行, 总里程20 774 km, 总时长71.7 h, 覆盖面积逾8×105km2; 利用机载航空冰雷达、航空重力仪等设备获取大量地球物理综合观测数据; 首次在冰穹C区域执行航空冰盖-基岩构造科学调查。

2.2 科学研究类考察项目

2.2.1 船基考察

完成大型浮标布放、AUV试验和大气成分分析等4项科考任务。依托“雪龙2”号在西风带成功布放1套西风带海洋环境观测浮标和2套“蓝海星”漂流式海气界面浮标; 依托“雪龙”号在罗斯海完成35 h水下机器人试验; 采集大气气溶胶滤膜90张, 获取近2个月的CO、O3和黑碳连续监测数据; 海冰源活性卤族元素研究采集气溶胶样56个、雪样3个。

2.2.2 站基考察

实施鱼类、微生物、温室气体、空间环境观测采样等14项科考任务。依托长城站获取鱼类、植物、土壤和大气等样品共计652份; 开展了子午工程极区空间环境监测设备安装场地及背景环境勘察, 获影像记录数据75 GB。依托中山站完成钠荧光多普勒激光雷达观测185 h, 获取数据39.1 GB; 完成相干多普勒测风、转动拉曼和瑞利/米散射激光雷达模块安装调试和系统优化; 实施动态监测中山站环境对越冬队员昼夜节律和睡眠影响。依托恩克斯堡岛新站采集企鹅粪土沉积剖面14个。

2.2.3 冰基考察

依托泰山站考察, 利用浅层探冰雷达观测获取了内陆沿途和泰山站9个测块数据, 进行了连续45 d雪冰挥发模拟实验和大气气溶胶采样; 开展了冰盖高原极端环境对泰山站队员生理心理动态监测。

2.3 社会科学类考察

依托南极长城站, 调研了各国考察站环保协定书责任附件实施情况、以及对南极活动管理和人类活动对南极影响的认识和看法; 调研了各站空间管理研究现状, 收集了基础生物地理信息资料; 就《南北极统计调查制度》进行座谈, 并就站区管理与运行情况、国际合作、南极旅游等问题进行了深入交流; 了解了各站在国际合作方面的现状、特色、制度以及合作模式和平台等信息。

3 主要进展与成果

本次考察取得的主要进展和成果如下:

1. “雪龙2”号首航南极, 首次执行“双龙探极”考察模式, 在阿蒙森海和宇航员海实施准同步业务化调查, 开展东南极和西南极海域的对比分析, 极大提高了南大洋调查效率;

2. 首次开展了南大洋认知最少海域之一的宇航员海74个综合站位调查, 掌握了主要生物群落及分布特征, 发现了达恩利角冰间湖形成南极底层水并向西流动的证据;

3. 首次获取进入受全球气候变化影响最显著的阿蒙森海冰间湖区域, 开展12个站位的多学科综合调查, 发现阿蒙森海冰间湖为侧纹南极鱼产卵场和育幼场;

4. 在国际上首次实现了在南极地区大气准全高程的钠荧光多普勒、相干多普勒测风、转动拉曼和瑞利/米散射等激光雷达协同观测;

5. 在西风带成功布放了1套西风带海洋环境观测浮标和2套“蓝海星”漂流式海气界面浮标, 与已有一套浮标组网, 初步形成南大洋大圆环观测能力;

6. 首次自主完成对艾默里冰架区域的航空科学调查, 系统获取恩克斯堡岛环境本底信息, 开展了菲尔德斯半岛多要素航空遥感观测, 泰山站具备空间环境和天文自动观测能力。

BRIEFING OF 36TH CHINESE NATIONAL ANTARCTIC RESEARCH EXPEDITION

He Jianfeng

*南极重点海域对气候变化的响应与反馈(RFSOCC2020—2025)

(何剑锋)